機(jī)器人已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的重要組成部分，如工業(yè)機(jī)器人、家用機(jī)器人等。機(jī)器人成為了人類功能的延伸，而在對智能機(jī)器人的長期追求中，人們設(shè)想賦予機(jī)器人類人的五感，即視覺、觸覺、聽覺、嗅覺和味覺，尤以視覺和觸覺最為重要。過去幾十年，計算機(jī)視覺和圖像傳感器等技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步，但觸覺能力相對落后。

　　觸覺在日常生活中發(fā)揮著視覺無法取代的作用。人類既可通過觸摸感知到的觸覺評估物體的大小、形狀等屬性，又能通過接收到的壓力、振動等感覺信息感知周圍環(huán)境并規(guī)避潛在危險。同樣，機(jī)器人觸覺是其理解現(xiàn)實世界物體交互行為的重要武器。通過觸覺感知，機(jī)器人能夠獲取物體的重量、剛度、變形等觸覺信息，從而順利實現(xiàn)對物體的精準(zhǔn)定位以及執(zhí)行各種操作（比如抓握）任務(wù)。

 

　　此外，觸覺是人類進(jìn)化史中最早發(fā)育與最原始的感知能力,也是人類五種感知中唯一一種具有主動、雙向交互的感知與交互能力。得益于觸覺的雙向交互性，觸覺包括了感知（sensing）與渲染（actuation/display）。感知是通過觸覺傳感器獲取交互環(huán)境中的觸覺信息，并以某種方式編碼與存儲；渲染則是根據(jù)數(shù)字化的觸覺信息將其直接在人體上輸出并直接感受。在實現(xiàn)上，感知通過觸覺傳感器進(jìn)行，渲染通過觸覺執(zhí)行器進(jìn)行。因此，觸覺傳感器和執(zhí)行器成為業(yè)界研究人員深耕的兩大領(lǐng)域。

 

　　在國內(nèi)，有一家實驗室致力于推進(jìn)人機(jī)協(xié)作的下一代機(jī)器人研究，打造虛擬世界到真實世界的載體與連接器。它就是2018年成立的騰訊RoboticsX實驗室。目前實驗室的研究方向包括作為機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)的視覺、觸覺等感知能力，以及靈敏運動、靈巧操控、智能體三大支柱技術(shù)。

 

　　針對觸覺的兩大領(lǐng)域，騰訊RoboticsX實驗室進(jìn)行了大量的探索和開發(fā)，其中在柔性觸覺傳感器領(lǐng)域瞄準(zhǔn)了壓阻型、電容型、摩擦電型、光纖型四種機(jī)理，在柔性觸覺執(zhí)行器領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂陔娏餍秃碗姶判头答仚C(jī)理，并取得了一系列研究成果。

 

　　近期，該實驗室聯(lián)合其他科研團(tuán)隊在NatureCommunications、ScienceAdvances和ACSNano期刊上發(fā)表了一系列代表性論文。本文則從傳感器和執(zhí)行器的原理、設(shè)計、制備和控制等多個方面揭示了其中的技術(shù)獨到之處。

 

　　觸覺傳感器

 

　　觸覺傳感器用來測量傳感器與環(huán)境的物理交互所產(chǎn)生的信息，通過模仿生物皮膚的觸覺感知功能，檢測接觸事件發(fā)生時的機(jī)械、溫度、疼痛等多模態(tài)的刺激。人體皮膚對硬度、粗糙度、溫度、振動等具有細(xì)膩的觸覺感知，通過綜合分析物體的各項觸覺信息，使手部肌肉施加合理的力，進(jìn)行自適應(yīng)的抓握。

 

　　在電子皮膚的輔助下，智能機(jī)器人系統(tǒng)或假肢也可以利用觸覺信息進(jìn)行運動軌跡規(guī)劃、物體操縱、安全操作，并從環(huán)境中獲取各種信息。但對于自由度越來越高的剛體機(jī)器人，傳統(tǒng)扭矩傳感器昂貴且難以部署，所以開發(fā)柔性、高靈敏度、高空間分辨率、多模態(tài)的電子皮膚是實現(xiàn)高效感知和控制的重要一步。

 

　　目前業(yè)界已經(jīng)出現(xiàn)基于電阻式、壓阻式、電容式、壓電式、摩擦電納米發(fā)電機(jī)（TENG式）、光纖式、基于視覺等工作原理的機(jī)器人觸覺感知方法。

 

　　壓阻式傳感器：高靈敏、高分辨率、響應(yīng)速度快

 

　　目前，壓阻式傳感器因其構(gòu)造簡單成為機(jī)器人觸覺傳感器的重要發(fā)展趨勢，但因靈敏度較低、檢測壓力范圍較窄、響應(yīng)速度較慢等缺點，目前仍處于實驗室研究階段。另外，制作材料也是壓阻式傳感器面臨的一大難題。

 

　　雖然導(dǎo)電納米材料（如碳納米管、納米纖維、銀納米粒子、金納米線）與聚合物彈性體（如聚氨酯、PDMS）合成的壓阻薄膜是首選材料之一，但在實踐中，導(dǎo)電納米材料很難均勻地分散在制膜前驅(qū)液中，導(dǎo)致壓阻薄膜靈敏度較低。

 

　　業(yè)界已有通過將表面處理成各種微結(jié)構(gòu)進(jìn)而增加壓阻薄膜與電極之間接觸面積的方式來增強(qiáng)靈敏度，比如美國斯坦福大學(xué)鮑哲南課題組曾利用空心球微結(jié)構(gòu)制作鋸齒狀壓阻式觸覺傳感器陣列（2014）。然而，基于模具的微結(jié)構(gòu)限制了單個傳感器的尺寸并阻礙其向大型傳感器陣列的集成。

 

　　因此，騰訊RoboticsX實驗室一方面致力于提升壓阻薄膜的靈敏度、壓力檢測范圍、響應(yīng)速度、線性度等各項指標(biāo)，為應(yīng)用于機(jī)器人的觸覺傳感器提供優(yōu)越的電子材料；另一方面研制高分辨率的晶體管基陣列，提升觸覺傳感器的圖形分辨率。

 

　　實驗室在與清華大學(xué)集成電路學(xué)院合作的“Large-ScaleIntegratedFlexibleTactileSensorArrayforSensitiveSmartRoboticTouch”論文中，將上述壓阻式傳感器的各項指標(biāo)達(dá)到了領(lǐng)先水平。該論文已在ACSNano期刊上發(fā)表。

 

　　論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06432

　　研究者展示了一個64×64柔性觸覺傳感器陣列，通過集成高性能壓阻膜（PRF）和大面積碳納米管薄膜晶體管的活性矩陣，實現(xiàn)了0.9mm（相當(dāng)于每英寸28.2像素）的高空間分辨率。所研制自組裝微結(jié)構(gòu)的壓阻薄膜表現(xiàn)出了高達(dá)385kPa^-1的高壓力靈敏度、3ms的快速響應(yīng)時間、良好的線性度、大于1400kPa的檢測范圍以及超過3000次的良好循環(huán)耐久性。集成前兩者研制的觸覺傳感器陣列可以清晰識別仿真蜜蜂的足底圖像信號。研究者在硬件上也實現(xiàn)了觸覺傳感器陣列與基于憶阻器的存算一體芯片相結(jié)合的智能觸覺系統(tǒng)，記錄和識別手寫體數(shù)字和漢字書法，分類準(zhǔn)確率分別達(dá)到了98.8%和97.3%。

　　TENG式傳感器：體積小、傳輸距離遠(yuǎn)、自供能

 

　　為了實現(xiàn)第四次工業(yè)革命，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在諸多領(lǐng)域不斷提升其驚人的能力。在整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，傳感器是基礎(chǔ)單元，收集各方有用的信息并傳遞給人或其他裝置。有線傳感和無線傳感是兩種主要的實現(xiàn)方式。有線傳感系統(tǒng)直接將傳感器連接到接收輸入的設(shè)備上，會給應(yīng)用場景帶來諸多限制，很多應(yīng)用場景難以實現(xiàn)有線信號傳輸，比如體域網(wǎng)等。因此，針對無線傳感系統(tǒng)的解決方案研究迫在眉睫。無線傳感系統(tǒng)安裝方便、靈活性足，維護(hù)起來也方便，應(yīng)用場景也越來越多。

 

　　然而，傳統(tǒng)的無線傳感技術(shù)往往需要傳感、信號調(diào)制、無線傳輸以及供能與能量管理四個模塊，這導(dǎo)致無線傳感系統(tǒng)存在體積大、剛性、高能耗和高成本等問題。這無疑限制了無線傳感系統(tǒng)的應(yīng)用場景，并在系統(tǒng)維護(hù)和可持續(xù)發(fā)展方面帶來了新的挑戰(zhàn)。新興的摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG）技術(shù)成為了無線傳感的替代方案，它既可通過額外的位移電流項觸發(fā)無線信號的產(chǎn)生與傳輸，還能同時高效地捕獲機(jī)械能和運動信號，不需要額外的電源和傳感模塊，使設(shè)備實現(xiàn)完全自供能。

 

　　騰訊RoboticsX實驗室聯(lián)合香港中文大學(xué)分別在ScienceAdvances和NanoEnergy期刊上發(fā)表了兩篇論文，在基于TENG的柔性觸覺傳感器方面取得了一系列研究成果。

 

　　在第一篇論文中，研究者研發(fā)了一種基于TENG技術(shù)的自供能無線傳感貼紙（self-poweredwirelesssensinge-sticker,SWISE），它可以將輸入的機(jī)械信號轉(zhuǎn)化為電磁波信號以實現(xiàn)無線傳感，完全不需要電池或?qū)Ь€。SWISE器件具有一體化、完全自供能、柔性、可形變、小型化（低至9mm×9mm,指甲蓋大?。?、超?。ǖ椭?5μm）、超輕（低至16mg）以及遠(yuǎn)距離傳輸（>30m）等多種優(yōu)點。

 

　　論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi6751

　　圖自供能無線傳感貼紙（SWISE）與目前一些無線傳感設(shè)備的參數(shù)比較

 

　　具體地，這項工作提出通過擊穿放電引起的位移電流使得電磁波生成和自供能無線傳感的范式轉(zhuǎn)變策略，并實現(xiàn)了一體式完全自供能無線傳感和傳輸單元即SWISE。與最先進(jìn)的無線傳感設(shè)備相比，SWISE具有最小的器件尺寸和最遠(yuǎn)的有效傳輸距離（>30m），并兼具完全自供能及純?nèi)嵝缘奶攸c。

 

　　在此基礎(chǔ)上，研究者制作了自供能無線柔性鍵盤和智能腕帶，用于檢測和傳輸來自多個按鍵的信號。就應(yīng)用而言，SWISE可以在可穿戴和植入式設(shè)備、機(jī)器人、生物醫(yī)學(xué)、人機(jī)界面、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)潛在應(yīng)用監(jiān)控。

 

　　第二篇論文則是在SWISE工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的拓展，提出了一種面向商業(yè)傳感器的通用自供能無線傳感解決方案（generalself-poweredwirelesssensingsolution）。與SWISE一樣，該方案利用擊穿放電效應(yīng)將機(jī)械信號轉(zhuǎn)化為電磁波信號，同時產(chǎn)生的電磁波信號利用多種商業(yè)傳感器進(jìn)行調(diào)制，從而實現(xiàn)面向商業(yè)傳感器的自供能無線傳感平臺。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107982

 

　　具體地，在SWISE自供能無線傳感策略的基礎(chǔ)上，研究者進(jìn)一步探究了其模型并提出了一種通用的自供電無線傳感解決方案。通過調(diào)整電阻、電感和電容等系統(tǒng)參數(shù)，調(diào)制頻率和阻尼比，分別用無線信號中的振蕩基頻/周期和衰減時間來表征?；谶@些方法，SWISE可以耦合相應(yīng)的商業(yè)傳感器，以實時、自供能和無線的方式通過電磁波傳輸多種物理信號的感知信號。在此基礎(chǔ)上，研究者用不同的調(diào)制方法演示了自供能無線溫度和壓力傳感系統(tǒng)，以驗證該方法的有效性，并預(yù)期可以應(yīng)用于多物理信號感知領(lǐng)域。

 

　　此外，騰訊RoboticsX實驗室還聯(lián)合清華大學(xué)深圳國際研究生院在NanoEnergy發(fā)表了一篇論文，提出了一種基于TENG的新型電子皮膚觸覺傳感器，僅利用單一機(jī)制即可實現(xiàn)多模態(tài)傳感。此外在實際應(yīng)用中通過引入小波變換提出了信號解耦方法，并在此基礎(chǔ)上提出了一個無線且完成集成的系統(tǒng)「MTSensing」，用于實時和同步的材料和紋理識別。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106798

 

　　電容式傳感器：耐磨損、穩(wěn)定性、雙模態(tài)

 

　　電容傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、檢測限低等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在智能穿戴、機(jī)器人傳感和人機(jī)交互等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的電容傳感器大多采用多功能層簡單堆疊的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，不同層在材料和彈性模量上差異較大，存在顯著的力學(xué)失配。因此，具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)、非粘結(jié)界面的器件也存在界面不穩(wěn)定的問題，在高剪切力條件下容易出現(xiàn)界面分層，造成傳感信號失真或失效。

 

　　目前已經(jīng)出現(xiàn)在傳感器中引入微結(jié)構(gòu)的方法，這樣可以增強(qiáng)介電層的可壓縮性以提高靈敏度，并通過快速恢復(fù)和釋放能量來提高器件的響應(yīng)速度。在介電層中添加導(dǎo)電填料可以產(chǎn)生更高的介電常數(shù)，從而改善信號幅度。

 

　　此外，電容傳感器與軟體機(jī)器人之間的界面也存在力學(xué)失配和界面粘附力不足的問題，導(dǎo)致機(jī)器人在復(fù)雜的機(jī)械條件下進(jìn)行抓取動作時容易產(chǎn)生信號失真等問題。因此，解決柔性電容傳感器的界面穩(wěn)定性問題并同時實現(xiàn)高性能傳感極具應(yīng)用價值。

 

　　對此，騰訊RoboticsX實驗室聯(lián)合南方科技大學(xué)在NatureCommunications上發(fā)表了一篇論文，舍棄了常規(guī)的電容傳感器異質(zhì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計了同質(zhì)、拓?fù)浣宦?lián)的增韌微結(jié)構(gòu)界面，既獲得了高靈敏度和高界面穩(wěn)定性的有機(jī)結(jié)合，又實現(xiàn)了電容傳感器與機(jī)器人的無縫融合。
 

　　一方面，這種同質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計將傳感器的響應(yīng)速度提升了30多倍，這源于彈性體材料中摻雜導(dǎo)電粒子引起的滲流轉(zhuǎn)變和微結(jié)構(gòu)界面接觸面積的增加兩種效應(yīng)的協(xié)同。另一方面大大提升了傳感器的穩(wěn)定性，使其經(jīng)過10萬次的摩擦循環(huán)測試或1萬次的5kPa剪切力循環(huán)測試下仍能保持信號穩(wěn)定。

 

　　通過在微結(jié)構(gòu)界面引入拓?fù)浣宦?lián)，該傳感器獲得了高達(dá)~390J·m^-2的界面韌性和~90kPa的高剪切強(qiáng)度，在高壓、高剪切力模式下均表現(xiàn)出了優(yōu)異的穩(wěn)定傳感性能。例如，傳感器貼附在汽車車胎上（~300kPa的壓力以及~6kPa的剪切應(yīng)力）行駛2.6km后仍然可以正常工作，沒有觀察到器件的界面破壞。此外，通過在電子皮膚與軟體機(jī)器人之間構(gòu)建共融界面，器件在軟體抓手不同的抓取場景下都表現(xiàn)出極穩(wěn)定的傳感性能。

 

　　騰訊RoboticsX實驗室的一系列研究工作在靈敏度、分辨率、響應(yīng)速度、信號穩(wěn)定性、傳輸距離、自供能等多方面提升了觸覺傳感器的性能，但依然會面臨一些挑戰(zhàn)。比如，再強(qiáng)大的柔性觸覺傳感器也會在反復(fù)變形過程中出現(xiàn)性能退化，因此如何使其保持更長的使用周期以及更高效地實施維護(hù)可能是今后的重要研究課題之一。

 

　　此外就制作材料而言，近年來業(yè)界出現(xiàn)了很多基于石墨烯薄膜及其衍生物的柔性觸覺傳感器工作，實際性能也可圈可點。隨著未來更多新材料和新工藝的出現(xiàn)，觸覺傳感器在制作材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面可能會迎來更多可能性，因此需要持續(xù)關(guān)注那些制作成本更低、潛在應(yīng)用效果更好的柔性材料。

 

　　觸覺執(zhí)行器

 

　　如果說傳感器是感覺器官，則執(zhí)行器是控制器官。執(zhí)行器是實現(xiàn)高性能觸覺反饋（觸覺渲染）的重要組成部分，通過末端執(zhí)行器產(chǎn)生的振動或作用力獲得良好的觸覺反饋，增強(qiáng)交互沉浸感，進(jìn)而實現(xiàn)更高效的響應(yīng)及控制。

 

　　人體觸覺渲染主要分為兩類，即動覺（Kinaesthetic）與壓覺/膚覺（Tactile）。動覺是普通意義上的力與力矩反饋，作用于骨骼、關(guān)節(jié)、肌腱等。壓覺是由人體皮膚形變與摩擦振動而帶來的反饋，作用于真皮層的四種機(jī)械感受器，它們分別用來感受不同頻率和強(qiáng)度的皮膚形變與摩擦振動。觸覺對于渲染連續(xù)性的要求要高很多，動覺一般要達(dá)到1000Hz才能保證人體感受到力/力矩的連續(xù)渲染，而壓覺一般也要求250-700Hz才能保證連續(xù)性。

 

　　對應(yīng)于人體的觸覺渲染，實現(xiàn)機(jī)器人觸覺渲染的執(zhí)行器也分為壓覺和動覺兩種，它們的評價標(biāo)準(zhǔn)各有不同。目前執(zhí)行器領(lǐng)域出現(xiàn)了電磁式、壓電式、電刺激、氣動式等多種激發(fā)方式，它們在響應(yīng)速度、分辨率和安全性等方面的表現(xiàn)各有不同。一般來講,因為執(zhí)行器和人體直接接觸產(chǎn)生交互，所以對于其電壓、發(fā)熱、體積、重量等方面均有較高要求。

 

　　壓覺執(zhí)行器：電刺激、電磁和氣動方式并行

 

　　壓覺反饋的評價標(biāo)準(zhǔn)包括空間分辨率、最大壓覺刺激強(qiáng)度、刺激強(qiáng)度等級和響應(yīng)時間。其中空間分辨率決定了壓覺反饋系統(tǒng)能夠在單位面積上給予人體多少個不同位置的刺激。人體的壓覺感受器主要分布于雙手,尤其是指尖，在指尖正中間的感受器密度可以達(dá)到80/cm^2。較新的壓覺反饋能夠在指尖實現(xiàn)3mm–5mm的密度，即每個指尖可以做到8–38個壓覺反饋點。

 

　　最大壓覺刺激強(qiáng)度決定了每個壓覺反饋點能夠渲染的最大「力道」，刺激強(qiáng)度等級決定了每個壓覺反饋點從最輕微到最用力之間渲染出多少個等級，響應(yīng)時間決定了每個壓覺反饋點的變化快慢程度，越接近250-700Hz響應(yīng)度越好。

 

　　壓覺的實現(xiàn)方式多種多樣，目前尚無明顯優(yōu)勢的技術(shù)方案。以meta、HaptX為例，兩家均采用氣動方式，但受限于氣囊尺寸、充放氣管道數(shù)量、充放氣控制器通道數(shù)和氣泵尺寸等因素，這種方式僅限于實驗室場景部署，較難落地應(yīng)用。

 

　　騰訊RoboticsX實驗室在壓覺渲染上布局多年,現(xiàn)在已經(jīng)研究出三種完全不同的實現(xiàn)方式,并各有其優(yōu)缺點。其中可穿戴、電刺激觸覺重現(xiàn)裝置相關(guān)的工作于2022年在ScienceAdvances上發(fā)表。

 

　　一是微電流壓覺執(zhí)行器陣列（電刺激）。此方式可以在單一指尖上以20個不同強(qiáng)度的微電流渲染105個觸覺點（通過超分辨率算法），頻率可達(dá)4KHz，在指尖中央?yún)^(qū)域可以做到80個觸覺點/cm^2，成為業(yè)內(nèi)首款可以達(dá)到人手機(jī)械感受器密度的壓覺執(zhí)行器陣列。它可以實現(xiàn)在指尖上單純利用壓覺辨別所有英文字母和數(shù)字，準(zhǔn)確率達(dá)到了90%。同時工作電壓由之前研究工作中常用的300-500V降低到13-28V，位于人體安全電壓以下。形態(tài)上為一片柔性電路，不存在重量/體積的問題。

 

　　論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp8738

 

　　其二是基于電磁的壓覺執(zhí)行器陣列（機(jī)械刺激）。此方式可以在單一指尖中心區(qū)域以不同頻率（1-500Hz）渲染13個觸覺點，工作電壓為5V，形態(tài)上為一塊硬質(zhì)基板上的電路+執(zhí)行器陣列。此方式的渲染原理為物理接觸，相較于電刺激，其觸覺感受更為明顯與自然。

 

　　其三是基于氣動的TPU壓覺執(zhí)行器陣列（同樣為機(jī)械刺激）。實驗室現(xiàn)有的控制器+氣泵尺寸約為成年人背包大小的2/3，可以同時輸出16路、5V供電，一個小型充電寶即可供整套系統(tǒng)工作超過3小時。同時制備效率極高，在成本、舒適性方面也都極具優(yōu)勢。此外也可以根據(jù)需求制備出不同尺寸的陣列，供手臂、前胸、后背等人體各個部位驅(qū)動。

 

　　動覺執(zhí)行器：實現(xiàn)自由度優(yōu)勢

 

　　動覺反饋的評價標(biāo)準(zhǔn)包括自由度、最大力矩和響應(yīng)時間。其中自由度決定了動覺反饋系統(tǒng)能夠給與人體多少個單獨可控的力/力矩輸出，自由度越高，越能夠?qū)崿F(xiàn)人類上肢，尤其是手部的靈巧操作。但高自由度會帶來指數(shù)級的實現(xiàn)復(fù)雜程度、設(shè)備重量、可靠性以及耗電量。

 

　　最大力矩決定了動覺反饋時給予人體的束縛/推進(jìn)力大小，力矩太小會導(dǎo)致輸出無法被感知，但增大力矩也會導(dǎo)致電機(jī)尺寸、重量和耗電量成倍增長。響應(yīng)時間決定了動覺反饋時力/力矩的變化快慢程度，越接近1000Hz響應(yīng)度越好。

 

　　動覺的主要實現(xiàn)方式是小型舵機(jī)，基本要求是在較小體積與重量的情況下實現(xiàn)較大力矩輸出?，F(xiàn)階段關(guān)于動覺的比拼主要在于自由度的部署，較為普遍的方式是為每根手指輸出一個自由度，即可以渲染手指自然卷屈時的力,但無法渲染手部抓取復(fù)雜構(gòu)型的力。

 

　　當(dāng)前，騰訊RoboticsX實驗室的實現(xiàn)方式是為每個手指布局兩個定制舵機(jī)和一個微型編碼器。兩個舵機(jī)分別用來渲染手指根部（近節(jié)）與第二指節(jié)（中節(jié)）的力；編碼器用來獲取手指側(cè)擺的信息，僅做姿態(tài)追蹤輸出。這種方式在與業(yè)界其他解決方案的比較中表現(xiàn)出了優(yōu)勢。

 

　　比如HaptX的方案中每根手指一個自由度，基于電機(jī)實現(xiàn)；實驗室的方案自由度占優(yōu)（實現(xiàn)對手渲染不了的手部抓取力），在重量、體積上也占優(yōu)。Dexta的方案中每根手指一個自由度（位于指跟），基于舵機(jī)實現(xiàn)；實驗室的方案自由度占優(yōu)，同時重量、體積相當(dāng)。meta的方案中每根手指一個自由度，基于分部在手指內(nèi)表面的可沖方氣囊實現(xiàn)；實驗室的方案自由度占優(yōu)，控制頻率占絕對優(yōu)勢（氣動頻率在10-15Hz）。

 

 

　　此外，動壓覺結(jié)合能夠提供真實沉浸的觸覺渲染。但遺憾的是，現(xiàn)有絕大部分觸覺反饋設(shè)備只針對動覺或者壓覺的其中一種,僅有若干領(lǐng)先的產(chǎn)品原型可以實現(xiàn)較為完整的動壓覺混合。并且，當(dāng)前市場上尚無任何一家公司推出兼具動覺與壓覺的交互產(chǎn)品。

 

　　騰訊RoboticsX實驗室在動覺和壓覺反饋執(zhí)行器方面給出了自己的解決方案，在自由度等指標(biāo)上實現(xiàn)了行業(yè)領(lǐng)先的表現(xiàn)。作為機(jī)器人執(zhí)行抓握等任務(wù)的末端機(jī)構(gòu)，執(zhí)行器需要全方位考量施加壓力、有效載荷、空間限制等因素。此外，更高效地實現(xiàn)執(zhí)行器與傳感器之間的協(xié)同工作也是機(jī)器人順利完成復(fù)雜任務(wù)的重要保證。最后，將動壓覺結(jié)合的工作從原型階段跨越到現(xiàn)實應(yīng)用也是行業(yè)未來發(fā)力的重點。